[實用新型]太陽能制氫裝置

有效

• 申請號: 201520156548.5
• 申請日: 2015-03-18
• 公開（公告）號: CN205011381U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 高永祥
• 申請（專利權）人: 高永祥
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00;C01B3/06;C01B3/50;C01B31/18;C10J3/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及太陽能制氫裝置、屬于太陽能制氫裝置技術領域。

背景技術

氫不僅燃燒高值而且生成物無污染，因此氫是理想的燃料。目前氫的制備在工業上主要是水電解法和以煤、石油、天然氣為原料制取。但是，無論采用那種方法制取氫都要消耗大量電能或熱能。其中電解法制氫能量的總轉換效率一般低于20％、因此成本高昂；在國外雖然有利用太陽光在催化劑作用下分解水制氫的試驗、由于產量小等問題尚難于實現工業化生產；若以煤、石油、天然氣為原料制取，則要消耗大量燃料。

所以目前氫的制取方法存在要么存在能量轉換效率低成本高昂的缺點，要么存在難于實現工業化生產的難題。

發明內容

本實用新型旨在提供一種無需消耗額外能源、而且能實現工業化生產、成本低廉對環境無污染的一種太陽能制氫裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：太陽能制氫裝置由太陽能拋物面聚能器、反應爐、冷凝器、分離塔部件構成，其特征在于將多個太陽能拋物面聚能器的光纖束與反應爐連接起來，使會聚的太陽光束通過反應爐外殼照射里面的煤粉；反應爐上部設置有排氣管，下部設置有噴嘴，內部設置有煤粉，側面設置有爐門；冷凝器的一端連接在排氣管，另一端連接在分離塔的進氣口上；分離搭內中部位置設置有頂針、活塞組；分離塔外殼中部設置有進氣管，上部設置氫氣管、下部設置一氧化碳管；沿分離塔的軸線處設置有絲桿，并貫穿活塞組；絲桿伸出塔外的一端設置有活塞電機；塔內還設置有一條貫穿活塞組與絲桿平行的定位桿；活塞組由上活塞、下活塞組成，且上、下活塞構造相同；活塞上設置有通氣孔、通氣孔上設有置活門，圓心部位設置有螺孔；在頂針上方設置有上活塞、在頂針下方設置有下活塞，且頂針與活塞上的氣孔一一相對；絲桿的上、下半部各設置有方向相反的螺紋，且穿過活塞中心的螺孔；絲桿與分離搭外殼之間用O型圈密封。

本實用新型的有益效果是：利用太陽輻射能實現制取氫氣的工業化生產，由于無需投入額外能源所以制氫成本低廉，且對環境無污染。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的實施例結構圖。

圖2是太陽能光纖傳導聚能矩陣結構圖。

圖3是活塞組上活塞的結構圖。

圖4是活塞組下活塞的結構圖。

圖5是太陽能拋物面聚能器結構圖。

圖6是電控箱電原理圖。

圖7是控制電機接線圖。

圖8是爐門電機反向控制圖。

圖9是活塞電機反向控制圖。

圖10是活塞組俯視圖。

圖中1.光纖束、2.聚能光束、3.反應爐、4.陽光、5.排氣孔、6.煤粉、7.熱電偶、8.噴嘴、9.爐門、10.爐門電機、11.冷凝器、12.定位桿、13.排水管、14.水池、15.分離塔、16.氫氣管、17.一氧化碳管、18.上活塞、19.下活塞、20.活塞電機、21.進氣口、22.頂針、23.氣門、24.太陽能光纖傳導聚能矩陣、25.太陽能拋物面聚能器、26.蒸汽閥、27.氣孔、28.絲桿，29.鍋爐、30.電控箱，31.反向開關、32.正向開關、33.拋物面鏡、34.二次反射鏡、35.會聚透鏡。

具體實施方式

參閱附圖2所示：太陽能光纖傳導聚能矩陣(24)是由許多太陽能拋物面聚能器(25)組成的陣列群，而且彼此獨立。參閱附圖5所示：太陽能拋物面聚能器(25)由拋物面鏡(33)，二次反射鏡(34)，會聚透鏡(35)以及光纖束(1)構成；每個太陽能拋物面聚能器(25)均將收集到的太陽光聚焦成光束，并用光纖束(1)輸送給受能器。其祥細結構及工作原理，記載于授權專利“太陽能光纖傳導聚能矩陣”申請文件(專利號：200510100654.2)本文不再贅述。

在本例中受能器即是反應爐(3)，所以現在用光纖束(1)把太陽能拋物面聚能器(25)和反應爐(3)連接起來。通過這一連接，能將拋物面聚能器上太陽光(4)集中起來以聚能光束(2)的方式照射在反應爐(3)內部。參閱附圖1所示：光纖束(1)穿過反應爐(3)的爐壁把聚能光束(2)具體地照射在煤粉(6)上。反應爐(3)可以在高于大氣壓狀態下運行、也可以在正常大氣壓狀態下運行。

適當選擇拋物面聚能器(25)的數量和聚能器總面積，光纖束(1)就可提供足夠的太陽輻射能、使煤粉的溫度上升到1273k從而提供碳還原水蒸氣的反應所需吸收的熱能。

于是，反應爐(3)內的煤粉在1273k溫度下和從噴嘴(6)噴入水蒸氣發生反應，反應生成物為H₂、CO其反應式如下：